Summary
Förfining av svinstudier uppnås genom att införa en standardiserad checklista och positiv förstärkningsutbildning med hjälp av en klicker. Detta arbete stöder insamling av prover och utförande av dagliga sysslor relaterade till djuren.
Abstract
Genomförandet av 3R-initiativ är viktigt. För att förfina livet för laboratoriegrisar fokuserade vi på tidsperioden innan vi införlivade djur i experiment. Vi förbättrade checklistan under utvecklingen. Genom att använda checklistan dokumenterades varje enskild gris framsteg. Detta hjälper vaktmästarna så att de förblir fokuserade på de åtgärder som krävs för att umgås med djuren och begränsa djurets stress- och ångestnivå. Under denna fas blir grisarna lugna och redo att påbörja ytterligare klickerträning för att ytterligare begränsa stress under försöksperioden. Grisarna tillåter lätt att grundläggande utfallsåtgärder samlas in utan sedering eller fixering.
Protokollet är uppdelat i två delar. Först övergångsfasen som börjar när grisarna anländer till forskningsanläggningen. Att introducera godis och gradvis närmare kontakt med vaktmästarna är de första stegen. Därefter inför vaktmästaren åtgärder för att kunna röra huvudet och baken, för att efterlikna t.ex. manipulera örat för att ta ett blodprov eller baken för att få en rektal temperatur. En stark grund etableras i förhållandet mellan djur och vårdare och detta minimerar snabbt den stress som grisarna uttrycker efter ankomsten. För det andra börjar den positiva förstärkningsutbildningen att lära djuret hur man utför mer komplexa uppgifter utan att bli stressad. En klicker introduceras som en sekundär förstärkare.
Tid, struktur, utbildning och grundlig kommunikation verkar vara de viktigaste kriterierna för att lyckas med tillämpningen av detta protokoll. Förutom att ha lugna och kompatibla grisar rapporterar vaktmästarna att de tycker om det fokus de får ge varje enskild gris, vilket ökar deras totala arbetstillfredsställelse. Att ha vaktmästare med ett starkt engagemang, och fokus på omställningsframsteg och välbefinnande för varje gris, stärker dessutom institutionens vårdkultur.
Introduction
Principerna för de 3R (Ersättning, minskning och förfining) som diskuterades av Russell och Burch 1959 utgör dagens grund för höga etiska normer för användning av djur för experimentella ändamål. I biomedicinska forskningsanläggningar som ägnar sig åt prekliniska laboratoriedjurstudier måste stor vikt fästas vid förfiningsprincipen. förfining: varje minskning av incidensen eller svårighetsgraden av omänskliga försök som tillämpas på de djur som fortfarande måste användas"1.
I en samtida definition anges dessutom att förfining "främjar forskningen om djurens välbefinnande genom att utnyttja den senaste in vivo-tekniken och genom att förbättra förståelsen för välfärdens inverkan på vetenskapliga resultat"2. Detta innebär att dagens förfiningsinitiativ inte bara är viktiga för djurets välbefinnande i sig, utan att de också är viktiga för forskningskvaliteten, eftersom vetenskapliga resultat kommer att dra nytta av dessa initiativ 3.
Ett förfiningsinitiativ att överväga är att umgås och träna försöksdjur. De kan utbildas för att utföra en viss uppgift, t.ex. Vissa arter kan vara mer naturligt inställda till träning än andra och detta påverkar traditionen för träning av laboratoriedjurarter. Traditionellt har träning av hundar utförts i århundraden, t.ex. för att använda hunden i jakt. Dessa historiska traditioner har säkert gjort träning av hundar i den biomedicinska forskningsmiljön mer okomplicerad. Tillsammans med icke-mänskliga primater har träning av laboratoriehundar diskuterats och genomförts under ganska lång tid4,5.
Gemensamt för båda dessa arter är att de rankas högt på den "socio-zoologiska skalan". Denna skala rangordnar djur efter deras plats och användning i det mänskliga samhället 6. Rankningen är också ett stort publikt krav att behandla djuren så humant som möjligt och begränsa deras stress- och ångestnivå. Gnagare, i motsats till hundar och icke-mänskliga primater, placeras i den nedre änden av den socio-zoologiska skalan. De har inte fått motsvarande offentlig uppmärksamhet och omsorg. Historiskt har de behandlats mindre bra - förmodligen också på grund av deras förmåga att sprida livshotande sjukdom. Under de senaste åren har dock utbildningen av gnagare genomförts i prekliniska forskningsmiljöer och därav relaterade vetenskapliga fördelar har inte gått obemärkt förbi. Både råttor och möss är intressant ganska lättutbildade och träningen begränsar också deras stressrespons och stärker därmed vetenskapliga resultat7,8.
Rapportering om hur man umgås och tränar grisar i en laboratoriedjurmiljö är till vår kunskap knapp9. På den socio-zoologiska skalan placeras grisar mellan hundar och gnagare. Vi känner igen arten främst som en matresurs, men ändå används ett ganska stort antal grisar också i biomedicinsk forskning. Bara i EU användes cirka 75 000 grisar årligen för vetenskapliga ändamål under 2015–2017 10. Detta nummer omfattar både lantbrukssvin och miniatyrgrisar. Det finns ett ökande fokus på att förfina dessa djurs liv genom utbildning som en åtgärd för att följa de 3R. Både lantbrukssvin och miniatyrgrisar kan verkligen tränas 11,12, men deras utgångspunkt när det gäller socialisering varierar. Miniatyrgrisar föds upp för forskning och socialiseras under sin tidiga livslängd. De är uppfödda för att ha ett lugnt humör. Gårdsgrisar odlas för konsumtion och umgås ofta inte alls. Slutsvin för köttproduktion i Danmark är vanligtvis inhysta i högdensitetsgrupper på 15-25 grisar där de måste tävla om att få en position i bed:s hierarki. Deras humör återspeglar den förmågan. Ofta är de inrymda i stabila anläggningar med ett delvis planerat golv för att begränsa arbetsbelastningen för att mucking ut. För att optimera viktökning matas de ad libitum genom automatiserade mat- och vattenleveranssystem. Därför är deras kontakt med lantarbetare begränsad och de kommer att bli stressade när de hanteras. Detta innebär vissa utmaningar när djuren överförs till en forskningsanläggning. Här spelar djurens välbefinnande, djurhållningen och 3R en nyckelroll13,14. Ur ett forskningsperspektiv är varje enskilt djur viktigt för att uppnå bästa möjliga forskningsresultat. Djurens välbefinnande är också viktigt för att säkerställa en låg variation mellan djur när det gäller stress, ångest och rädsla. Av dessa skäl är det viktigt att vara uppmärksam på övergången från ett "besättningsdjur" till en "individ". Vid ankomsten kommer grisarna in i en ny miljö med nya dofter, ny mat, daglig kontakt med djurskötare och ofta även nya brevkamrater. För en gris kan skiftet vara mycket stressande och vikten av en acklimatiseringsperiod på flera dagar erkänns i laboratoriedjurvetenskap15.
Genom att strukturera acklimatiseringsperioden har vi skapat vad vi kallar en "övergångsfas" med hjälp av en strukturerad checklista steg för steg. Checklistan säkerställer att varje gris får tillräcklig vaktmästarkontakt och lär sig att möjliggöra grundläggande hantering för undersökning och provtagning utan att stressas. Kontinuerligt arbete kan sedan utföras för att träna grisarna med hjälp av positiv förstärkningsutbildning riktad till varje specifikt forskningsprojekt16,17. En klicker används för att signalera en matbelöning när önskad åtgärd utförs. Att kombinera stegen från övergångsfasen med ytterligare klickerträning av grisarna ger djuren en smidig bosättning i forskningsanläggningen. De blir lugna och lätta att hantera och kan med liten ansträngning lära sig att stå stilla för t.ex. blodprovssamling. Med hjälp av denna typ av hanteringsprotokoll ersätts gammaldags tekniker som sedering av djuren eller snarorna. För att se till att alla grisar hanteras tillräckligt fylls en checklista i.
Det blir allmänt accepterat att djur verkligen känner positiva känslor och därför bör fokus när man arbetar med djuren inte bara vara på avlägsnandet av negativa känslor 18. Träningspasset med vaktmästaren är ett exempel på en positiv känslomässig upplevelse. Det är ganska roligt för grisen eftersom den får godis och uppmärksamhet. Förutom fördelen med att minska hanteringsstress och rädsla relaterade beteenden på anläggningen, ger träning av djuren en möjlighet att ge djuren positiva känslomässiga upplevelser. Tillägg av positiva erfarenheter kan motverka några av de negativa erfarenheter som laboratoriedjur möter i samband med utförda experiment och kommer därmed att ytterligare öka djurens välbefinnande 19,20.
Medan grisarna uppenbarligen njuter av träningspassen, erbjuder sessionerna samtidigt vaktmästaren en möjlighet att stärka bandet till varje enskild gris. Att vara djurskötare, utföra smärtsamma handlingar, såsom injektioner av djuren, är en del av jobbet. Men att kunna träna djuren och omvandla dessa handlingar till positiva upplevelser är givande i sig. Det ökar vaktmästarnas engagemang och spelar en nyckelroll för att stärka avdelningens vårdkultur21,22,23.
Grisarna inrymdes enligt institutionens djurskyddspolitik, som hänvisar till nationell lagstiftning om djurförsök, bostäder och djurhållning. Protokollet kan tillämpas på avvänjade grisar i alla åldrar. För utvecklingen av övergångschecklistan(figur 1) användes totalt 40 grisgrisar av hona (danska Landrace-Yorkshire-Duroc) som väger 35–80 kg (tabell 1). Grisarna tilldelades en grupp som var beroende av deras ankomsttid. Grisarna inrymdes i forskningsanläggningen under perioden januari - september 2020. Alla gårdsgrisar föds upp på en traditionell såddgård och flyttas till en samarbetsgård när de väger cirka 15 kg. Minst två veckor innan de tas med i överlevnadsstudier transporteras grisarna till universitetets forskningsstall. Under de första två veckorna sker övergången från bondgris till forskningsdjur. Protokollet består av icke-skadliga och positiva åtgärder och kan därför initieras omedelbart som en del av acklimatiseringsperioden.
Grisarna inrymdes en efter en i pennor som mäter 3,4 - 6,8 m2 på massiva betonggolv och har tillgång till vatten via en automatisk vattenförsörjning. Det finns ett fodertråg för varje gris och minst en del av separationen till de närliggande pennorna tillåter noskontakt. När grisar är schemalagda att få kirurgiska ingrepp eller få utrustning implanterad, är de inrymda ensam för att undvika pennkamrater som slickar och biter i sår och drar ut implantat. Strömaterialet är halm och djuren berikas ytterligare med hö och olika aktivitetsleksaker, t.ex. rep, bollar, hinkar, tuggpinnar gjorda av plast (figur 2).
Djuren kommer från en beskydd som ingår i det nationella hälsoövervakningsprogrammet för lantbrukssvin, vilket innebär att de screenas för sju patogener24 som kan påverka grisar i en produktionsmiljö. Slumpmässiga kontroller på två år utförs för forskningsspordern baserat på FELASA:srekommendationer 25,26, förutom prover från grisar som motiverar diagnostik på grund av oväntade forskningsresultat. Några av de grisar som användes för detta projekt var seropositiva för svin reproduktiva och andningssyndrom; Ingen av grisarna visade dock några kliniska symtom som motsvarar infektion. Alla prover som utvärderades med polymeraskedjereaktion var negativa, vilket bekräftade att grisarna var i ett hälsosamt tillstånd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De grisar som användes för att validera protokollet ingick i studier som godkänts av The Animal Experimental Council - en nationell statlig institution som utvärderar och godkänner alla djurförsök i Danmark. Rådet gör den etiska granskningen på samma sätt som en IACUC.
1. Ankomst till forskningsanläggningen
- Tvätta först grisarna i ett angivet område för att möjliggöra en grundlig visuell inspektion. Använd en uteslutningslista för att utesluta grisar med sår, öronbett, bölder, hälta etc., så endast djur som verkar kliniskt friska släpps in i anläggningen.
- Efter tvättning, sortera grisarna i grupper enligt färgmärken. Färgmärkena anger vilka grisar som har varit pennkamrater hos leverantören. Detta är viktigt eftersom grisar kommer att kämpa för att upprätta en hierarki när de introduceras till nya pennkamrater. Att hålla dem sorterade i grupper tillsammans med grisar är de redan bekanta med begränsar denna kamp avsevärt.
- Lämna grisarna ostört (förutom när de matas på eftermiddagen) under resten av ankomstdagen eftersom de kan vara ganska stressade efter transport.
2. Del ett: Övergångsfasen (beräknad tid 4-6 dagar)
OBS: Grisarna stannar i sin hempenna under de aktiviteter som utförs i övergångsfasen. Vi använder ett halvt äpple för varje behandlingssession. Varje enskild griss framsteg görs i checklistan för övergångsfasprogression (figur 1 och kompletterande fil 1).
- På de två på varandra följande dagarna efter ankomsten, introducera godsakerna.
- behandlar några åt gången (hälften äpple totalt) i pennan två gånger dagligen för att låta grisarna söka efter godiset på egen hand och stå tyst precis utanför pennan. Förutom att bli bekant med godis är målet att djuret positivt associerar behandlingen med närvaron av en vaktmästare.
- På dag tre och på varandra följande dagar introducerar bekantskap grisen med "hantering av en vaktmästare". Gå in i pennan under matningen.
- Sitt ner på armlängds avstånd från grisen medan den äter (Bild 3). Sträck lugnt ut en hand mot grisen för att röra ryggen. Beröringen bör vara mer än två sekunder för att räknas som framgångsrik. Om grisen backar bort från maten, dra långsamt tillbaka handen.
- Vänta tills djuret börjar äta och utför handlingen igen. Om djuret backar bort från maten igen, sluta försöka röra den men stanna kvar i pennan bredvid tråget (totalt 2-3 minuter för sessionen).
- Gå vidare i hanteringsproceduren när grisen accepterar att röras på baksidan medan den äter. Flytta nu handen runt på baksidan i både riktning på huvudet och svansen.
- Rör vid huvudet och öronen om grisen accepterar det. Om grisen vid något tillfälle backar bort från en åtgärd stoppa åtgärden men stanna kvar inuti pennan under den återstående tiden (totalt 2-3 minuter för sessionen). Örat är viktigt eftersom det möjliggör blodprov från en intravenös kateter i örat.
- Stig långsamt för att kunna röra svansregionen som är det andra viktiga området. Att stå och röra sig är mer skrämmande för grisen, varför detta steg poängsätts självständigt. När grisen accepterar att området vidrörs och svansen manipuleras, kan en rektaltemperatur tas för att stödja de flesta forskningsprotokoll.
- För att ytterligare stärka bandet mellan vaktmästare och djur gå in i pennan under två sessioner bortsett från utfodringstiderna. Erbjud grisgodisen (en skiva i taget) under två sessioner (2-3 minuter vardera), medan du sitter i ett hörn inuti pennan. Först ge godis från en utsträckt arm, men minska avståndet gradvis så att grisen måste komma närmare för att få sin belöning.
- Det sista steget i övergångsfasen är att kunna röra grisen i kroppens specifika områden och bara använda några få godsaker för att göra det. Gå in i pennan medan en andra vaktmästare står utanför pennan och erbjuder en behandling eller två till grisen. Belöna grisen för att vara lugn och tillåta beröring som beskrivits och samtidigt kunna hålla alla fyra hovarna på marken (inte hoppa upp på pennan).
3. Del två: Påbörja klickerutbildning
OBS: Efter övergångsfasen är djuren redo att starta klickerträningen. Det rekommenderas att träningen utförs i ett angivet område eftersom det hjälper grisen att känna igen att ett träningspass är på väg att börja. Flera korta sessioner under dagen är bättre än en längre session.
- Ta en gris i taget utanför hempennan och in i det utsedda träningsområdet. Om det använda området är nytt för grisen, bör de första sessionerna vara utan träning och strikt utforskande med några godisar under ca 5-7 minuters utforskning per gris.
- Introducera klickern som sitter eller står med godis utom räckhåll för grisen. Klicka när grisen visar intresse och ge omedelbart en behandling. Gör detta i snabb följd medan grisen behåller intresset. Om grisen förlorar intresse, pausa klick-och-behandla tills grisen får kontakt igen. Den här sessionen bör inte vara längre än 10 minuter.
- Grisen kommer att förstå klicket snabbt, men det är viktigt att göra sambandet mellan klick och behandla mycket starkt. Upprepa steget några sessioner i rad för att göra associationen mellan klick och behandling stark. Testa om grisen associerar klicket med en behandling genom att klicka en gång och inte följa detta med en behandling och övervaka grisens beteende noggrant. Om grisen ser sig omkring ivrigt och förväntar sig behandlingen är träningen klar, om inte utföra några ytterligare sessioner.
- När klicket är känt av grisen, introducera målpinnen. En målpinne är en pinne med ett markerat område i ena änden. Håll målsluten i nosens höjd. Vid någon tidpunkt kommer grisen att röra den av nyfikenhet. Klicka i den sekund som grisen rör vid målet och ge en behandling.
- Presentera målet igen omedelbart och om du rör vid klick igen och ge en behandling. Fortsätt målträningen tills grisen förstår att den kommer att belönas för att röra målet. Flytta målet gradvis längre bort så att grisen måste gå vidare för att komma till målet.
- När grisen följer målet när den flyttas runt lägger ytterligare utmaningar genom att sätta föremål i träningsområdet, så grisen måste koncentrera sig hårdare på målpinneuppgiften för att få sina belöningar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Genom att tillämpa övergångsfasen enligt beskrivningen i protokollets del ett kan man smidigt föra in lantbrukssvin i forskningsanläggningen. Att ha lugna grisar att arbeta med underlättar dagliga sysslor och gör det möjligt att utföra mindre procedurer och provtagande utan anestesi eller fixering.
För att följa grisarnas framsteg under övergångsfasen utvecklades en checklista (checklista 1) för att markera när enskilda grisar når definierade steg i sin övergång. Grisarna är planerade att gå in i forskningsprojekt inom två veckor efter ankomsten och det totala antalet dagar var den åtgärd som valdes för att visa övergångens framgång.
På grundval av checklista 1 har övergångsfasen för 20 grisar följts för att kontrollera att det är möjligt att överföra svin från lantbrukssvin till forskningssvin inom två veckor (figur 4). Alla svin slutförde förteckningen inom 12 dagar, vilket visade att den fastställda tidsramen var tillräcklig.
Checklista 1 ändrades baserat på de första upplevelserna. En ny strikt checklista (Checklista 2) har tagits fram. För att förbättra och standardisera övergången ytterligare ökade den stora revideringen antalet dagliga sessioner och begränsade den tid som spenderades per session. Att jämföra de två checklistorna visar att grisar som övergick med checklistan 2 hade liknande progression under de första dagarna av övergången, medan de senare stegen nåddes snabbare. En jämförelse mellan användningen av checklista 1 och checklista 2 kan ses i figur 5.
Efter slutförandet av övergångsfasen kommer djuren att tillåta grundläggande utfallsåtgärder som att ta temperaturen och inspektionen av kirurgiska sår. När en gris (hona) har övergick för att tillåta beröring av svansområdet kan ett urinprov samlas in med hjälp av en ostomypåse placerad runt de yttre könsorganen men under anusen (Figur 6).
Ett annat exempel på ett dataresultat som kan samlas in är ett blodprov. På vår anläggning placerar vi ofta en venkateter i öron ven under operationen. Efter återhämtningen kan katetern användas för att administrera läkemedel för att minska antalet intramuskulära injektioner, ta flera blodprover för att stödja projektet och utvärdera grisens återgång till normal fysiologi (figur 7).
Från övergångsfasen kommer klickerutbildningen att bygga på övergångsfasen för att möjliggöra ytterligare fördelar under hanteringen och för att få resultatdata. Genom att träna svinen att följa en målpinne kan vaktmästaren flytta grisent.ex. För ett projekt utbildades grisarna för att stå stilla medan medicinen administrerades i ögonen (figur 10).
När du startar klickerträningen blir det uppenbart att varje gris är unik och de svarar annorlunda på träningen. Under träningen bekräftas detta och träningspassen anpassas i enlighet därmed. Vissa grisar behöver två eller tre gånger så många träningspass för att lära sig samma uppgift, vilket kan vara problematiskt om vissa uppgifter behöver läras vid specifika tidpunkter för att stödja forskningsprojektet.
| Djurdata | Checklista 1 (n=20) | Uppdaterad checklista (n=20) |
| Art | Tamgris (Sus scrofa domesticus) | Tamgris (Sus scrofa domesticus) |
| Ras | (Danska Landrace x Yorkshire) x Duroc | (Danska Landrace x Yorkshire) x Duroc |
| Sex | Kvinnlig | Kvinnlig |
| Vikt | 35-80 kg (medelvärde 47,5 kg) | 40-80 kg (medelvärde 62,5 kg) |
| Ålder | 10-22 veckor | 10-22 veckor |
Tabell 1: Grundläggande egenskaper hos de grisar som används för att utvärdera checklistorna.
Figur 1: Checklista för övergångsfasen. Som illustreras sker flera av aktiviteterna samma dag men med olika tidsintervall. Steg 3-5 sker under utfodring medan steg 1-2 och 6-7 sker vid definierade tidpunkter under dagen. Observera att varje session måste utföras under den tid som anges högst upp på checklistan men det tar bara cirka 2 minuter att utföra per gris. De skuggade rutorna anger att uppgiften inte ska utföras. Den fullständiga checklistan finns i kompletterande akt 1. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Bild 2: En del av den berikning som används på avdelningen Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Illustration av vaktmästarens position under steg 2.2 och 2.3 i protokollet. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 4: Tidslinje för övergångsfasen med hjälp av checklista 1. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 5: Progression av övergångsfasen. En scatterplot som visar övergångsfasens utveckling med checklista 1 
( ) jämfört med checklista 2 (Ο). Varje tomt motsvarar observationen för en gris. Medelvärde och SD indikeras av felstaplarna. Y-axeln är antalet dagar. På x-axeln kallas stegen följande: 1; Äpplen från handen. 2; Rör grisen under utfodring. 3; Rör vid baken och svansen under utfodringen. 4; Rör vid baken och svansen medan du ger godis. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 6:Insamling av urinprov via ostomypåse placerad runt yttre könsorgan under utfodring. Grisen förblir lugn under proceduren och lägger inte märke till ostomypåsen. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 7: Intravenös dosering under utfodring efter övergångsfas. Vaktmästaren kan sitta i närheten av djuret och fokusera på att ingjuta läkemedlet korrekt. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Bild 8:Stega på skalan med hjälp av målpinnen. Grisen är ivrig att följa målpinnen på grund av den positiva förstärkningsträningen. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 9: Följande målpinne i transportlådan. Detta förfarande är användbart om grisen behöver transporteras till t.ex. en bildanläggning. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 10: Gris tränad att placera huvudet i en hållare och stå stilla så att medicin kan ges i ögonen utan sedering. När läkemedlet har getts vilar grisen huvudet på hållaren och en visuell ögoninspektion kan utföras. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Kompletterande akt 1. Klicka här för att ladda ner den här filen. Den fullständiga checklista för övergångsfasprogression som är klar att skrivas ut. Observera att en ändring i fältet ankomstdatum påverkar datumen i bladet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Implementeringen av ett protokoll som innehåller del ett, en checklista för övergångsfas och del två, ett på varandra följande klickerutbildningsprogram är en bekräftad framgång. Införandet och användningen av en detaljerad checklista har varit ett sätt att förfina införandet av grisar till forskningsanläggningen. Den strukturerade övergångsfasen skapar dessutom en bättre grund för att träna grisarna innan de inkluderas i forskningsprojekt. Det har varit en positiv överraskning att se att vaktmästarnas engagemang för arbetet ökar och att de positiva känslorna som grisarna upplever återspeglas i deras dagliga beteende.
Ankomsten av nya grisar och den smidiga övergången till forskningsgris har länge varit ett fokusområde, men förändringar har varit svåra att införa. För att skapa en översikt över arbetet och fördelarna bestämdes det att använda en checklista för att övervaka effektiviteten hos de prioriterade stegen. I checklista 1 baserades stegen på åtgärder som förväntades ha störst inverkan på övergången. Övergången av 20 grisar gjordes och utvärderades med hjälp av checklista 1. Sedan justerades listan för att eliminera de påträffade problemen. Dessa gällde främst missförstånd och inkonsekvent rapportering. Ett kritiskt steg var tolkningen av varje steg och vilka åtgärder steget innebar. Därför utarbetades beskrivningen av varje steg och checklistan ändrades för att vara mer intuitiv. Ett steg togs bort för att förenkla skillnaden mellan framgång och misslyckande när man rör grisen. För att klargöra om steget utfördes eller inte en kryssruta för att ange om steget utfördes ( ) lades till förutom en ruta som anger 
om grisen utförde åtgärden (+) eller vägrade att utföra åtgärden (÷). För att stödja ändringarna tilldelades ytterligare tid för att träna användningen av checklista 2. Denna diskussion ägde rum i grupper i syfte att diskutera varje steg och komma överens om framgångskriterierna. När det gäller det praktiska genomförandet togs viktiga frågor upp. Till exempel, när grisarna är vana vid vaktmästarna och godis, kan de vara mycket påträngande vilket kan vara skrämmande och till och med farligt för vaktmästarna. Som en sista ändring ökades antalet sessioner med varje gris medan tiden som spenderades på varje session minskades.
För att utvärdera checklista 2 inkluderades 20 grisar. Uppgifterna för steg 4 saknas för tre grisar, på grund av felkommunikation mellan veterinär och vaktmästare och understryker behovet av kommunikation. Den tid som används dagligen uppskattas vara densamma, men grisarna slutför övergångsfasen på färre dagar. Efter att ha definierat vissa tidsluckor under dagen där stegen behövde utföras krävde en förändring i vissa dagliga rutiner. I kombination med den totala tid som krävs för att förbereda och utföra stegen har detta varit den största begränsningen i implementeringen. Checklistorna innehåller 7 steg vardera, men på grund av ändringen av listan reduceras jämförelsen i figur 3 till fyra jämförbara steg. Att genomföra en grundlig struktur under övergångsfasen skapar medvetenhet och gör förfiningsinitiativet till en prioritet i en upptagen forskningsanläggning.
Genomförandet av en strukturerad checklista har möjliggjort en utvärdering av variationen mellan de enskilda grisarna. Det var intressant att märka att för vissa grisar var antalet dagar tills de förstod behandlingen ofta högre jämfört med slutförandet av stegen relaterade till beröring av vaktmästaren. En annan intressant iakttagelse var en ganska plötslig förändring av viljan att bli rörd. En session skulle grisen backa omedelbart, och vid nästa session bara några timmar senare skulle grisen tillåta beröring under långa perioder (mer än en minut i taget).
För att ytterligare förbereda grisar för forskningsprojekt startas positiv förstärkningsutbildning efter övergångsfasen. Ett klickerträningsprogram rekommenderas. Det gör det möjligt för flera vaktmästare i skift att delta i träning av djuren. Att använda klickern underlättar skiftet mellan vaktmästare eftersom belöningssignalen förblir densamma. När klickerträningen börjar blir det uppenbart att varje gris är unik och svarar på träningen annorlunda. Inom några sessioner är dock alla djur ivriga att delta i träningspassen och njuta fullt ut av den tid som tillbringas med vaktmästaren. Klickerutbildning grisarna gör det möjligt att utföra specifika uppgifter i samband med forskningsprojekt utan att använda våld. Det minskar också variationen mellan djur som ses i vissa projekt, t.ex. gånganalyser. Det kan också vara till stor hjälp i de dagliga sysslorna, t.ex. när grisen flyttas inom forskningsanläggningen eller vägs. Ett kritiskt steg i klickerutbildningen är förtroendenivån mellan gris och vaktmästare när klickern introduceras. Grisen måste lita på vaktmästaren eftersom den behöver komma nära men förbli fokuserad på uppgiften istället för vaktmästaren. Ett annat kritiskt steg är valet av behandling. Djuret måste uppfatta det som en belöning. Ibland stöter vi på en gris som inte tycker att äpplen är välsmakande och vi byter sedan äpplet mot t.ex. en bit datum eller plommon. Det är viktigt att överväga risken med att arbeta med stora grisar, särskilt när de är upphetsade i en träningsmiljö. De har en kraftfull bit, och de kan hoppa upp i ett försök att nå godis vid oväntade tidpunkter. För att motverka dessa faror, överväg att använda målpinnen för att rikta uppmärksamheten bort från tränaren, hålla godbitarna tydligt utom räckhåll, arbeta i korta sessioner och få inte på godis.
Att arbeta med den fokuserade övergången och utbildningen av grisar har medfört en ökad entusiasm från vaktmästarpersonalen. Utbildning inom positiv förstärkningsutbildning har varit en prioriterad fråga och gett upphov till att vaktmästarna upplever ett starkare engagemang för forskningsprojekten. Fastighetsskötarnas deltagande i den praktiska planeringen av nya projekt i dialog med forskaren och veterinärpersonalen gör det möjligt för vaktmästarna att ge kvalificerade förslag på hur utbildning skulle kunna stödja forskningsresultat och djurens välbefinnande. Insamlingen av mer data från varje gris utan att orsaka skada är en av hörnstenarna i 3R. Veckomöten med fokus på omställning och utbildning har ökat fokus på varje enskild gris och förbättrat institutionens vårdkultur. Att se grisarna när de ska starta ett träningspass är givande i sig, och beteendet mer än tyder på att grisarna tycker om sessionerna. När du planerar träning av grisar för specifika projekt, kom ihåg att grisarna kommer att gå in i ett tillstånd av spänning när de blir bekanta med träningsrutinerna. Idéer för att motverka detta inkluderar; Träna om möjligt inte där prover ska samlas in. Så om du planerar att ta blodprover i hempennan, försök att göra träningen någon annanstans. Grisarna kommer att veta sin dagliga rutin, så planera att ta prover vid tidpunkter där träning vanligtvis inte utförs om möjligt. När utbildningen måste vara där proverna ska samlas in, låt grisen utforska området under ett visst antal minuter varje gång innan utbildnings- eller datainsamlingsprotokollet påbörjas.
Att sätta en struktur på vår övergångsfas har varit ett övergripande positivt initiativ. En minskning av grisarnas stress strax efter ankomsten och en snabb övergång till att ha grisar som tycker om vaktmästarnas sällskap snarare än att skada om pennorna är uppenbar. Vi har upplevt en vändning i personalen ur en synvinkel där de bara såg extra arbete, till den punkt där de ser fördelarna med att överföra grisarna med hjälp av checklistan. Protokollet har en enorm applikationspotential och kan tillämpas som ett viktigt verktyg i nästan alla uppföranden som involverar forskningssvin. Vi använder den nu för att överföra både lantbrukssvin och minipigs och strävar efter att genomföra klickerutbildningen ytterligare i projekt relaterade till t.ex. kardiovaskulär vetenskap, neurovetenskap och oftalmologi. Den allmänna inställningen och vårdkulturen på institutionen har höjts och det finns en önskan och iver att driva dessa nya erfarenheter vidare för att kontinuerligt slå samman forskning och djurvälfärd och tillämpa 3R.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga avslöjanden.
Acknowledgments
Beatrice Tscherning Olesen, Karoline Jakobsen, Tine Bjørnholt Gustafsen, Helena Céline Kjær Byriel och Kira Sonnichsen Graahede uppmärksammas för sina stora insatser, feedback och hjälp med att utforma checklistan och använda den i sitt dagliga arbete. Den medicinska illustratören Ken Kragsfeldt är erkänd för sin professionella hjälp med att illustrera figur 3.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
References
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement. , Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. Regarding Animals. , Temple University Press. (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , CRC Press. Ch. 1 (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), Basel. (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 13 173-186 (2020).
- Network, T.T.C.o.C. What is a Culture of Care. , Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020).
- Bertelsen, T. H. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 2 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , CRC Press. (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
